嚴(yán)寒高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)運(yùn)行分析

范 宇 張明杰 趙 輝（沈陽(yáng)鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110013）

嚴(yán)寒高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)運(yùn)行分析

范 宇 張明杰 趙 輝
（沈陽(yáng)鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110013）

摘 要：本文簡(jiǎn)要論述了高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的重要性，介紹了哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)闡述了哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能。實(shí)際應(yīng)用證明，高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)對(duì)于保障嚴(yán)寒地區(qū)列車運(yùn)行安全有重要意義，是保證高速鐵路列車安全、高速運(yùn)行的重要基礎(chǔ)裝備。

關(guān)鍵詞：高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)；哈大高鐵；功能介紹

1 引言

高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)是保證高速鐵路列車安全、高效運(yùn)行的技術(shù)支撐手段和重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。系統(tǒng)主要是對(duì)威脅運(yùn)行安全的自然災(zāi)害以及突發(fā)事故等進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警，提供經(jīng)處理后的災(zāi)害預(yù)警、限速、停運(yùn)等信息，為運(yùn)營(yíng)調(diào)度所進(jìn)行列車運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整，下達(dá)相應(yīng)行車管制、搶險(xiǎn)救援、維修管理等命令提供依據(jù)，通過(guò)信號(hào)聯(lián)鎖及列控系統(tǒng)或行車調(diào)度命令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或人工控制行車速度，保證高速列車的行駛安全。各國(guó)對(duì)高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的研究和建設(shè)非常重視，我國(guó)目前廣泛應(yīng)用的高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)包括風(fēng)速風(fēng)向、雨量、雪深、地震及異物侵限監(jiān)測(cè)五項(xiàng)內(nèi)容，是立足于通信傳輸系統(tǒng)上的安全信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)，采用鐵路局中心系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備兩級(jí)構(gòu)架。

嚴(yán)寒地區(qū)狂風(fēng)暴雪及低溫冰凍等自然災(zāi)害頻發(fā)，其高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)包含上述全部五項(xiàng)內(nèi)容，并且對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性及安全性提出更高的要求。以哈大高鐵為例，沿途自然條件復(fù)雜多變，防災(zāi)系統(tǒng)沿線共設(shè)置風(fēng)力監(jiān)測(cè)103點(diǎn)、雨量監(jiān)測(cè)39點(diǎn)、雪量監(jiān)測(cè)16點(diǎn)、異物侵入監(jiān)測(cè)53點(diǎn)及地震監(jiān)測(cè)23點(diǎn)，在沈陽(yáng)站和長(zhǎng)春西站設(shè)置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)器兩臺(tái)，監(jiān)控終端若干，是具有代表性和理想的研究對(duì)象。

2 哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能介紹

哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)采用統(tǒng)一處理平臺(tái)，由風(fēng)、雨、雪、地震及異物侵限現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備，設(shè)置在GSM—R基站、中繼站、牽引變電所、AT所、分區(qū)所或其他防災(zāi)機(jī)房?jī)?nèi)的監(jiān)控單元，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備，工務(wù)、電務(wù)、通信監(jiān)測(cè)終端，調(diào)度所監(jiān)測(cè)終端及設(shè)備，傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成。

監(jiān)測(cè)設(shè)備由風(fēng)速風(fēng)向計(jì)、雨量計(jì)、雪深計(jì)、地震儀及數(shù)據(jù)采集傳輸單元等組成。異物侵限監(jiān)測(cè)設(shè)備由異物侵限監(jiān)測(cè)裝置和軌旁控制器組成。

監(jiān)控單元由監(jiān)控單元主機(jī)模塊、各種監(jiān)測(cè)功能模塊、電源模塊、繼電器組合模塊、防雷單元、UPS電源設(shè)備、機(jī)柜等設(shè)備組成。監(jiān)控單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，同一監(jiān)控單元具備同時(shí)接入多個(gè)不同種類監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能。能夠根據(jù)需要，完成風(fēng)速、降雨量、雪深、地震等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、緩存、處理，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異物侵限報(bào)警信息。將風(fēng)速、降雨量、雪深、地震等數(shù)據(jù)以及地震監(jiān)測(cè)報(bào)警、異物侵限狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備。具備自檢和對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備工作狀態(tài)的檢測(cè)功能（含外電源狀態(tài)檢測(cè)），實(shí)現(xiàn)故障診斷、定位及報(bào)警，故障診斷、定位至可單獨(dú)更換的模塊，同時(shí)，能夠?qū)⒐收闲畔⑸蟼髦帘O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備并接受監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備的集中檢測(cè)管理。

調(diào)度所設(shè)備由列車調(diào)度員防災(zāi)監(jiān)控終端、通信設(shè)備以及接口服務(wù)器（含防火墻）等組成。防災(zāi)終端以圖形、文本等方式，顯示風(fēng)、雨、地震、異物侵限等災(zāi)害的報(bào)警、預(yù)警信息及相應(yīng)的行車管制預(yù)案，并提供音響報(bào)警。具備操作記錄功能以及異物侵限災(zāi)害的上、下行臨時(shí)行車及遠(yuǎn)程恢復(fù)功能。防災(zāi)終端顯示本調(diào)度區(qū)段的災(zāi)害報(bào)警、預(yù)警信息以及相鄰調(diào)度區(qū)段二站范圍內(nèi)的災(zāi)害報(bào)警、預(yù)警信息。通過(guò)接口服務(wù)器，以TCP/IP通信方式，向運(yùn)營(yíng)調(diào)度等信息系統(tǒng)傳輸災(zāi)害報(bào)警信息和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

監(jiān)測(cè)終端包括工務(wù)處、電務(wù)處監(jiān)測(cè)終端，工務(wù)段、通信段、電務(wù)段監(jiān)測(cè)終端。主要由監(jiān)測(cè)終端、通信設(shè)備等組成。監(jiān)測(cè)終端以圖形、文本并音響報(bào)警等方式，提供風(fēng)、雨、雪、地震、異物侵限等報(bào)警、預(yù)警信息和相應(yīng)的工作預(yù)案以及信息查詢、報(bào)表輸出功能。具有地震、異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程試驗(yàn)功能和雨量報(bào)警解除功能。具有操作記錄和防災(zāi)系統(tǒng)設(shè)備的故障報(bào)警、定位等維護(hù)功能。

3 哈大高鐵防災(zāi)子系統(tǒng)功能介紹

哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研發(fā)，是根據(jù)沿線的氣象、地形地貌、地質(zhì)條件以及線路周邊環(huán)境、運(yùn)營(yíng)速度，選用相應(yīng)的子系統(tǒng)合理構(gòu)建而成的，主要包括風(fēng)速監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、雪深監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、地震監(jiān)控子系統(tǒng)及異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)。

各監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被監(jiān)控區(qū)段的相關(guān)信息（如風(fēng)速、雨量、雪量以及地震波波動(dòng)峰值等），將收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)嵌軟件運(yùn)算和判斷，按預(yù)設(shè)的門限分級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)判斷產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，立即向相關(guān)的行車指揮控制各系統(tǒng)發(fā)出預(yù)設(shè)分級(jí)的行車速度限制命令，同時(shí)啟動(dòng)相關(guān)部門的應(yīng)急機(jī)制。

4 哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)維護(hù)管理分工

沈陽(yáng)鐵路局在關(guān)于高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的維護(hù)管理分工，是按照“統(tǒng)一管理，專業(yè)負(fù)責(zé)”原則進(jìn)行的。工務(wù)處是鐵路局災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主管部門，負(fù)責(zé)牽頭組織工務(wù)、電務(wù)、通信、供電等相關(guān)部門和設(shè)備管理單位共同做好災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)管理工作。設(shè)備管理單位按照設(shè)備維護(hù)管理分工負(fù)責(zé)管轄設(shè)備的日常檢查維護(hù)。

5 哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

到目前為止，哈大高鐵防災(zāi)系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行一年多的時(shí)間，能有效地監(jiān)測(cè)大風(fēng)、暴雨、暴雪等自然災(zāi)害，對(duì)于保障列車的安全運(yùn)行起到了重要作用。但是，伴隨著防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題，相關(guān)部門也都制定了整改措施，并且對(duì)很多設(shè)備、配件進(jìn)行了專項(xiàng)整治。

結(jié)語(yǔ)

高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)是保證高速鐵路列車安全、高速運(yùn)行的重要基礎(chǔ)裝備之一，對(duì)于保障列車運(yùn)行安全有重要意義。特別是哈大高速鐵路，設(shè)計(jì)最高時(shí)速為350km，而嚴(yán)寒地區(qū)狂風(fēng)、暴雪及低溫冰凍等自然災(zāi)害頻發(fā)，為了保證列車的安全運(yùn)行，對(duì)于防災(zāi)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性及安全性提出了更高的要求。因此，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)的高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究，特別是故障檢測(cè)及分析技術(shù)，需要更多的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、更多的經(jīng)驗(yàn)積累、更好的技術(shù)創(chuàng)新，并且研發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的檢測(cè)裝置，以確保防災(zāi)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：U238

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